(57)【要約】【課題】波板形状の金属セパレータを用いて、反応ガス流路側の生成水の排出性を向上させるとともに、冷却媒体流路側の冷却媒体の配流性を確保することを可能にする。【解決手段】燃料電池１０を構成するカソード側金属セパレータ１２の面１２ａには、酸化剤ガス入口連通孔２８ａと酸化剤ガス出口連通孔２８ｂとに連通する酸化剤ガス流路３０が形成される。カソード側金属セパレータ１２の他の面１２ｂには、酸化剤ガス流路３０の裏面形状である冷却媒体流路３２が形成される。カソード側金属セパレータ１２には、中間高さ部３８ａ、３８ｂから酸化剤ガス流路３０側に突出して連続ガイド流路４２ａ、４２ｂを構成する線状ガイド突起部４０ａ、４０ｂと、前記中間高さ部３８ａ、３８ｂから冷却媒体流路３２側に突出してエンボス流路を構成するエンボス部５０ａ、５０ｂが設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両面に電極が設けられた電解質・電極構造体と波板形状の金属セパレータとが積層されるとともに、前記金属セパレータは、一方の面には燃料ガス又は酸化剤ガスが流通される反応ガス流路が、他方の面には前記燃料ガス、前記酸化剤ガス又は冷却媒体が流通される流体流路が形成される燃料電池であって、
前記金属セパレータは、中間高さ部から前記反応ガス流路側に突出して連続ガイド流路を構成する第１バッファ部と、
前記中間高さ部から前記流体流路側に突出してエンボス流路を構成する第２バッファ部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記第１バッファ部は、前記連続ガイド流路を構成する線状ガイド突起部が、前記反応ガス流路を構成する線状流路突起部に接続されることを特徴とする燃料電池。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池において、前記中間高さ部から前記連続ガイド流路の深さは、前記中間高さ部から前記エンボス流路の深さよりも浅く設定されることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質の両面に電極が設けられた電解質・電極構造体と波板形状の金属セパレータとが積層されるとともに、前記金属セパレータの両面には、燃料ガス又は酸化剤ガスが流通される反応ガス流路と冷却媒体が流通される冷却媒体流路とが形成される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、一対のセパレータによって挟持した単位セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の単位セルを積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池では、一方のセパレータの面内に、アノード側電極に対向して燃料ガスを流すための燃料ガス流路が設けられるとともに、他方のセパレータの面内に、カソード側電極に対向して酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路が設けられている。また、セパレータ間には、冷却媒体を流すための冷却媒体流路が、前記セパレータの面方向に沿って設けられている。
【０００４】
その際、セパレータとして金属セパレータが使用される場合、アノード側の金属セパレータの一方の面に燃料ガス流路用の凹部が設けられると、前記金属セパレータの他方の面には、前記凹部の裏面形状である凸部が形成される。さらに、カソード側の金属セパレータの一方の面に酸化剤ガス流路用の凹部が設けられると、前記金属セパレータの他方の面には、前記凹部の裏面形状である凸部が形成される。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている燃料電池用セパレータは、図１４に示すように、セパレータ板１とセパレータ枠２とから構成されている。セパレータ板１は、金属材料で構成されるとともに、エンボス加工乃至ディンプル加工を施してその表裏面に、数ミリ間隔で多数の突起３、４が形成されている。各突起３、４は、燃料電池スタックを構成したときに、突起の頂上が燃料電池単セル５に密接している。セパレータ板１と燃料電池単セル５との間には、突起３側に燃料ガス用流路６が形成される一方、突起４側に酸化剤ガス用流路７が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２２２２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のセパレータ板１では、多数の突起３により燃料ガス用流路６が形成される一方、多数の突起４により酸化剤ガス用流路７が形成されるため、前記突起３間や前記突起４間に生成水が滞留し易い。その際、燃料ガスや酸化剤ガスは、生成水を迂回して突起３間や突起４間を流れるため、前記生成水が排出されないおそれがある。これにより、燃料ガスや酸化剤ガスの流れが阻害されてしまい、発電性能が低下するという問題がある。
【０００８】
しかも、燃料電池スタックの外部から水が導入された際には、この水が滞留して排出されず、発電性能が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、波板形状の金属セパレータを用いて、反応ガス流路側の生成水の排出性を向上させるとともに、冷却媒体流路側の冷却媒体の配流性を確保することが可能な燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電解質の両面に電極が設けられた電解質・電極構造体と波板形状の金属セパレータとが積層されるとともに、前記金属セパレータは、一方の面には燃料ガス又は酸化剤ガスが流通される反応ガス流路が、他方の面には前記燃料ガス、前記酸化剤ガス又は冷却媒体が流通される流体流路が形成される燃料電池に関するものである。
【００１１】
金属セパレータは、中間高さ部から反応ガス流路側に突出して連続ガイド流路を構成する第１バッファ部と、前記中間高さ部から流体流路側に突出してエンボス流路を構成する第２バッファ部とを備えている。
【００１２】
また、第１バッファ部は、連続ガイド流路を構成する線状ガイド突起部が、反応ガス流路を構成する線状流路突起部に接続されることが好ましい。
【００１３】
さらに、中間高さ部から連続ガイド流路の深さは、前記中間高さ部からエンボス流路の深さよりも浅く設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、波板形状の金属セパレータは、中間高さ部から反応ガス流路側に突出して連続ガイド流路を構成する第１バッファ部を設けるため、反応ガスが生成水を迂回して流通することがない。従って、反応ガスにより生成水を容易且つ確実に排出させることができ、発電性能が低下することを良好に阻止することが可能になる。
【００１５】
さらに、波板形状の金属セパレータは、中間高さ部から流体流路側に突出してエンボス流路を構成する第２バッファ部を設けている。このため、冷却媒体の配流性が有効に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池を構成するカソード側金属セパレータの一方の面の説明図である。
【図３】前記カソード側金属セパレータの他方の面の説明図である。
【図４】前記燃料電池の、図１中、ＩＶ−ＩＶ線断面説明図である。
【図５】前記カソード側金属セパレータの入口バッファ部の一部斜視説明図である。
【図６】前記カソード側金属セパレータの、図５中、ＶＩ−ＶＩ線断面説明図である。
【図７】前記燃料電池を構成するアノード側金属セパレータの正面説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図９】前記燃料電池を構成するカソード側金属セパレータの正面説明図である。
【図１０】前記燃料電池を構成するアノード側金属セパレータの正面説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池を構成するカソード側金属セパレータの一部断面説明図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図１３】前記燃料電池を構成する中間金属セパレータの正面説明図である。
【図１４】従来の燃料電池セパレータの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０は、カソード側金属セパレータ１２、電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）（ＭＥＡ）１４及びアノード側金属セパレータ１６を設ける。
【００１８】
カソード側金属セパレータ１２及びアノード側金属セパレータ１６は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。カソード側金属セパレータ１２及びアノード側金属セパレータ１６は、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状を有する。
【００１９】
電解質膜・電極構造体１４は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜１８と、前記固体高分子電解質膜１８を挟持するカソード側電極２０及びアノード側電極２２とを備える。
【００２０】
カソード側電極２０及びアノード側電極２２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜１８の両面に形成される。
【００２１】
燃料電池１０の長辺方向の（矢印Ｂ方向）一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔２４ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔２６ｂ、及び酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔２８ｂが設けられる。
【００２２】
燃料電池１０の長辺方向の（矢印Ｂ方向）他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔２８ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔２６ａ、及び燃料ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔２４ｂが設けられる。
【００２３】
図１及び図２に示すように、カソード側金属セパレータ１２の電解質膜・電極構造体１４に向かう面１２ａには、酸化剤ガス入口連通孔２８ａと酸化剤ガス出口連通孔２８ｂとに連通する酸化剤ガス流路（反応ガス流路）３０が形成される。カソード側金属セパレータ１２の他方の面１２ｂには、酸化剤ガス流路３０の裏面形状である冷却媒体流路３２が形成される。
【００２４】
酸化剤ガス流路３０は、発電面に沿って矢印Ｂ方向に延在し且つ矢印Ｃ方向に配列される複数本の直線状流路３４ａと、前記直線状流路３４ａの入口近傍及び出口近傍に設けられる入口バッファ部（第１バッファ部）３６ａ及び出口バッファ部（第１バッファ部）３６ｂとを有する。直線状流路３４ａは、面１２ａ側に突出する直線状流路突起部（線状流路突起部）３４ｂ間に形成される。
【００２５】
なお、本発明は、少なくとも出口バッファ部３６ｂに適用されるものであるが、以下、前記出口バッファ部３６ｂの他、入口バッファ部３６ａにも適用するものとする。
【００２６】
入口バッファ部３６ａは、中間高さ部３８ａから酸化剤ガス流路３０側に突出する線状ガイド突起部４０ａを備え、前記線状ガイド突起部４０ａにより連続ガイド流路４２ａが形成される。入口バッファ部３６ａは、ブリッジ部４４ａを介して酸化剤ガス入口連通孔２８ａに連通する。ブリッジ部４４ａは、例えば、シール部材を凹凸形状に成形することにより構成される。以下、同様である。
【００２７】
出口バッファ部３６ｂは、中間高さ部３８ｂから酸化剤ガス流路３０側に突出する線状ガイド突起部４０ｂを備え、前記線状ガイド突起部４０ｂにより連続ガイド流路４２ｂが形成される。出口バッファ部３６ｂは、ブリッジ部４４ｂを介して酸化剤ガス出口連通孔２８ｂに連通する。
【００２８】
図３に示すように、カソード側金属セパレータ１２の他方の面１２ｂには、酸化剤ガス流路３０の裏面形状である冷却媒体流路（流体流路）３２が形成される。冷却媒体流路３２は、発電面に沿って矢印Ｂ方向に延在し且つ矢印Ｃ方向に配列される複数本の直線状流路４６ａと、前記直線状流路４６ａの入口近傍及び出口近傍に設けられる入口バッファ部（第２バッファ部）４８ａ及び出口バッファ部（第２バッファ部）４８ｂとを有する。
【００２９】
直線状流路４６ａは、面１２ｂ側に突出する直線状流路突起部（線状流路突起部）４６ｂ間に形成される。直線状流路４６ａは、直線状流路突起部３４ｂの裏面形状である一方、直線状流路突起部４６ｂは、直線状流路３４ａの裏面形状である（図４参照）。入口バッファ部４８ａは、入口バッファ部３６ａの裏面形状である一方、出口バッファ部４８ｂは、出口バッファ部３６ｂの裏面形状である。
【００３０】
図５及び図６に示すように、入口バッファ部４８ａは、中間高さ部３８ａから冷却媒体流路３２側に突出するエンボス部５０ａを備え、前記エンボス部５０ａによりエンボス流路５２ａが形成される。中間高さ部３８ａから連続ガイド流路４２ａの深さは、前記中間高さ部３８ａからエンボス流路５２ａの深さと同等に設定される。入口バッファ部４８ａは、ブリッジ部５３ａを介して冷却媒体入口連通孔２６ａに連通する（図３参照）。
【００３１】
図３に示すように、出口バッファ部４８ｂは、中間高さ部３８ｂから冷却媒体流路３２側に突出するエンボス部５０ｂを備え、前記エンボス部５０ｂによりエンボス流路５２ｂが形成される。出口バッファ部４８ｂは、ブリッジ部５３ｂを介して冷却媒体出口連通孔２６ｂに連通する。
【００３２】
図７に示すように、アノード側金属セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１４に向かう面１６ａには、燃料ガス流路（反応ガス流路）５４が形成されるとともに、面１６ｂには、前記燃料ガス流路５４の裏面形状である冷却媒体流路３２が形成される。
【００３３】
燃料ガス流路５４は、発電面に沿って矢印Ｂ方向に延在し且つ矢印Ｃ方向に配列される複数本の直線状流路５６ａと、前記直線状流路５６ａの入口近傍及び出口近傍に設けられる入口バッファ部（第１バッファ部）５８ａ及び出口バッファ部（第１バッファ部）５８ｂとを有する。直線状流路５６ａは、面１６ａ側に突出する直線状流路突起部（線状流路突起部）５６ｂ間に形成される。
【００３４】
入口バッファ部５８ａは、中間高さ部６０ａから燃料ガス流路５４側に突出する線状ガイド突起部６２ａを備え、前記線状ガイド突起部６２ａにより連続ガイド流路６４ａが形成される。入口バッファ部５８ａは、ブリッジ部６５ａを介して燃料ガス入口連通孔２４ａに連通する。
【００３５】
出口バッファ部５８ｂは、中間高さ部６０ｂから燃料ガス流路５４側に突出する線状ガイド突起部６２ｂを備え、前記線状ガイド突起部６２ｂにより連続ガイド流路６４ｂが形成される。出口バッファ部５８ｂは、ブリッジ部６５ｂを介して燃料ガス出口連通孔２４ｂに連通する。
【００３６】
アノード側金属セパレータ１６の他方の面１６ｂには、図１及び図７に示すように、燃料ガス流路５４の裏面形状である冷却媒体流路３２が形成される。冷却媒体流路３２は、カソード側金属セパレータ１２と同様に構成されており、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
カソード側金属セパレータ１２の面１２ａ、１２ｂには、前記カソード側金属セパレータ１２の外周縁部を周回して第１シール部材７０が一体成形される。アノード側金属セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、このアノード側金属セパレータ１６の外周端縁部を周回して、第２シール部材７２が一体成形される。
【００３８】
このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
【００３９】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔２８ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔２４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔２６ａに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００４０】
このため、燃料電池１０では、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔２８ａからカソード側金属セパレータ１２の酸化剤ガス流路３０に導入される。この酸化剤ガスは、入口バッファ部３６ａから直線状流路３４ａに沿って矢印Ｂ方向（水平方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１４のカソード側電極２０に供給される。
【００４１】
一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔２４ａからアノード側金属セパレータ１６の燃料ガス流路５４に導入される。この燃料ガスは、図７に示すように、入口バッファ部５８ａから直線状流路５６ａに沿って水平方向（矢印Ｂ方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１４のアノード側電極２２に供給される。
【００４２】
従って、電解質膜・電極構造体１４では、カソード側電極２０に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極２２に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて、発電が行われる。
【００４３】
次いで、電解質膜・電極構造体１４のカソード側電極２０に供給されて消費された酸化剤ガスは、出口バッファ部３６ｂから酸化剤ガス出口連通孔２８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、電解質膜・電極構造体１４のアノード側電極２２に供給されて消費された燃料ガスは、出口バッファ部５８ｂから燃料ガス出口連通孔２４ｂに排出される。
【００４４】
一方、冷却媒体入口連通孔２６ａに供給された冷却媒体は、燃料電池１０を構成するカソード側金属セパレータ１２とアノード側金属セパレータ１６との間に形成された冷却媒体流路３２に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、入口バッファ部４８ａから直線状流路４６ａに沿って移動し、電解質膜・電極構造体１４を冷却した後、出口バッファ部４８ｂから冷却媒体出口連通孔２６ｂに排出される。
【００４５】
この場合、第１の実施形態では、例えば、カソード側金属セパレータ１２には、中間高さ部３８ａから酸化剤ガス流路３０側に突出して連続ガイド流路４２ａを構成する線状ガイド突起部４０ａと、前記中間高さ部３８ａから冷却媒体流路３２側に突出してエンボス流路５２ａを構成するエンボス部５０ａが設けられている。
【００４６】
従って、酸化剤ガス流路３０では、入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂに連続ガイド流路４２ａ、４２ｂが設けられるため、生成水を迂回して酸化剤ガスが流通することがない。このため、酸化剤ガスにより、入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂから生成水を容易且つ確実に排出させることができる。
【００４７】
同様に、燃料ガス流路５４では、入口バッファ部５８ａ及び出口バッファ部５８ｂに連続ガイド流路６４ａ、６４ｂが設けられるため、生成水を迂回して燃料ガスが流通することがない。従って、燃料ガスを介して、入口バッファ部５８ａ及び出口バッファ部５８ｂから生成水を容易且つ確実に排出させることが可能になる。
【００４８】
さらに、冷却媒体流路３２では、入口バッファ部４８ａ及び出口バッファ部４８ｂにエンボス流路５２ａ、５２ｂが設けられている。このため、冷却媒体の配流性が有効に向上するという利点がある。一方、入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂと入口バッファ部５８ａ及び出口バッファ部５８ｂとを介して、電解質膜・電極構造体１４を支持することができる。
【００４９】
これにより、燃料電池１０は、酸化剤ガス及び燃料ガスの供給不足による発電性能の低下を良好に阻止することが可能になるとともに、所望の冷却機能を有し、前記燃料電池１０を良好に発電させることができるという効果が得られる。
【００５０】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池８０の要部分解斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３及び第４の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
燃料電池８０は、カソード側金属セパレータ８２、電解質膜・電極構造体１４及びアノード側金属セパレータ８４を設ける。カソード側金属セパレータ８２の電解質膜・電極構造体１４に向かう一方の面１２ａには、酸化剤ガス入口連通孔２８ａと酸化剤ガス出口連通孔２８ｂとを連通する酸化剤ガス流路（反応ガス流路）８６が形成される。
【００５２】
図８及び図９に示すように、酸化剤ガス流路８６は、複数本の直線状流路３４ａと、入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂとを有する。直線状流路３４ａを形成する直線状流路突起部３４ｂは、入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂを構成する線状ガイド突起部４０ａ、４０ｂと連結部８８ａ、８８ｂを介して接続される。線状ガイド突起部４０ａ、４０ｂは、好適には、同一の直線状流路突起部３４ｂの両端に接続される。
【００５３】
アノード側金属セパレータ８４の電解質膜・電極構造体１４に向かう一方の面１６ａには、燃料ガス入口連通孔２４ａと燃料ガス入口連通孔２４ａとを連通する燃料ガス流路（反応ガス流路）９０が形成される。
【００５４】
図１０に示すように、燃料ガス流路９０は、複数本の直線状流路５６ａと、入口バッファ部５８ａ及び出口バッファ部５８ｂとを有する。直線状流路５６ａを形成する直線状流路突起部５６ｂは、入口バッファ部５８ａ及び出口バッファ部５８ｂを構成する線状ガイド突起部６２ａ、６２ｂと連結部９２ａ、９２ｂを介して接続される。線状ガイド突起部６２ａ、６２ｂは、好適には、同一の直線状流路突起部５６ｂの両端に接続される。
【００５５】
このように構成される第２の実施形態では、酸化剤ガス流路８６において、入口バッファ部３６ａ及び出口バッファ部３６ｂを構成する線状ガイド突起部４０ａ、４０ｂが、直線状流路３４ａを形成する直線状流路突起部３４ｂに連結部８８ａ、８８ｂを介して連続的に接続されている。
【００５６】
このため、例えば、出口バッファ部３６ｂが生成水により閉塞された際、液滴に対し入口バッファ部３６ａから直線状流路３４ａを介して大きな圧力を付与することができ、排水性が一層向上するという効果が得られる。しかも、線状ガイド突起部４０ａ、４０ｂが、同一の直線状流路突起部３４ｂの両端に接続されることにより、排水性がさらに向上する。
【００５７】
その上、隙間がないため、曲げ強度に優れるとともに、特にカソード側金属セパレータ８２及びアノード側金属セパレータ８４の薄肉化に有効であるという利点がある。
【００５８】
一方、燃料ガス流路９０においても、上記の酸化剤ガス流路８６と同様の効果が得られる。
【００５９】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池を構成するカソード側金属セパレータ１００の一部断面説明図である。この断面は、図６に対応している。また、図示しないが、アノード側金属セパレータは、カソード側金属セパレータ１００と同様に構成される。
【００６０】
カソード側金属セパレータ１００では、入口バッファ部３６ａは、中間高さ部３８ａから酸化剤ガス流路３０側に突出する線状ガイド突起部４０ａを備え、前記線状ガイド突起部４０ａにより連続ガイド流路４２ａが形成される。入口バッファ部４８ａは、中間高さ部３８ａから冷却媒体流路３２側に突出するエンボス部５０ａを備え、前記エンボス部５０ａによりエンボス流路５２ａが形成される。
【００６１】
第３の実施形態では、中間高さ部３８ａから連続ガイド流路４２ａの深さＨ１は、前記中間高さ部３８ａからエンボス流路５２ａの深さＨ２よりも浅く設定される（Ｈ１＜Ｈ２）。
【００６２】
このように構成される第３の実施形態では、連続ガイド流路４２ａの圧損が高くなり、入口バッファ部３６ａからの排水性がさらに向上するという効果が得られる。
【００６３】
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池１１０の要部分解斜視説明図である。
【００６４】
燃料電池１１０は、カソード側金属セパレータ１２、第１電解質膜・電極構造体１４ａ、中間金属セパレータ１１２、第２電解質膜・電極構造体１４ｂ及びアノード側金属セパレータ１６を設ける。
【００６５】
図１３に示すように、中間金属セパレータ１１２の第１電解質膜・電極構造体１４ａに向かう面１１２ａには、燃料ガス流路（反応ガス流路）１１４が形成されるとともに、第２電解質膜・電極構造体１４ｂに向かう面１１２ｂには、前記燃料ガス流路１１４の裏面形状である酸化剤ガス流路（流体流路）１１６が形成される。
【００６６】
燃料ガス流路１１４は、発電面に沿って矢印Ｂ方向に延在し且つ矢印Ｃ方向に配列される複数本の直線状流路１１８ａと、前記直線状流路１１８ａの入口近傍及び出口近傍に設けられる入口バッファ部（第１バッファ部）１２０ａ及び出口バッファ部（第１バッファ部）１２０ｂとを有する。直線状流路１１８ａは、面１１２ａ側に突出する直線状流路突起部（線状流路突起部）１１８ｂ間に形成される。
【００６７】
入口バッファ部１２０ａは、中間高さ部１２２ａから燃料ガス流路１１４側に突出する線状ガイド突起部１２４ａを備え、前記線状ガイド突起部１２４ａにより連続ガイド流路１２６ａが形成される。
【００６８】
出口バッファ部１２０ｂは、中間高さ部１２２ｂから燃料ガス流路１１４側に突出する線状ガイド突起部１２４ｂを備え、前記線状ガイド突起部１２４ｂにより連続ガイド流路１２６ｂが形成される。
【００６９】
図１２及び図１３に示すように、酸化剤ガス流路１１６は、発電面に沿って矢印Ｂ方向に延在し且つ矢印Ｃ方向に配列される複数本の直線状流路１２８ａと、前記直線状流路１２８ａの入口近傍及び出口近傍に設けられる入口バッファ部（第２バッファ部）１３０ａ及び出口バッファ部（第２バッファ部）１３０ｂとを有する。直線状流路１２８ａは、面１１２ｂ側に突出する直線状流路突起部（線状流路突起部）１２８ｂ間に形成される。
【００７０】
入口バッファ部１３０ａは、中間高さ部１２２ｂから酸化剤ガス流路１１６側に突出するエンボス部１３２ａを備え、前記エンボス部１３２ａによりエンボス流路１３４ａが形成される。出口バッファ部１３０ｂは、中間高さ部１２２ａから酸化剤ガス流路１１６側に突出するエンボス部１３２ｂを備え、前記エンボス部１３２ｂによりエンボス流路１３４ｂが形成される。
【００７１】
このように構成される第４の実施形態では、中間金属セパレータ１１２の面１１２ａには、燃料ガス流路１１４側に突出して入口バッファ部１２０ａ及び出口バッファ部１２０ｂに連続ガイド流路１２６ａ、１２６ｂが設けられるため、生成水を迂回して燃料ガスが流通することがない。
【００７２】
一方、中間金属セパレータ１１２の面１１２ｂには、酸化剤ガス流路１１６側に突出して入口バッファ部１３０ａ及び出口バッファ部１３０ｂにエンボス流路１３４ａ、１３４ｂが設けられている。このため、酸化剤ガス流路１１６では、連続ガイド流路１２６ａ、１２６ｂの裏面形状により酸化剤ガスの流れが影響されることがなく、前記酸化剤ガスの円滑な流通が可能になるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００７３】
１０、８０、１１０…燃料電池
１２、８２、１００…カソード側金属セパレータ
１４、１４ａ、１４ｂ…電解質膜・電極構造体
１６、８４…アノード側金属セパレータ
１８…固体高分子電解質膜            ２０…カソード側電極
２２…アノード側電極                ２４ａ…燃料ガス入口連通孔
２４ｂ…燃料ガス出口連通孔          ２６ａ…冷却媒体入口連通孔
２６ｂ…冷却媒体出口連通孔          ２８ａ…燃料ガス入口連通孔
２８ｂ…燃料ガス出口連通孔          ３０、８６、１１６…酸化剤ガス流路
３２…冷却媒体流路
３４ａ、４６ａ、５６ａ、１１８ａ、１２８ａ…直線状流路
３４ｂ、４６ｂ、５６ｂ、１１８ｂ、１２８ｂ…直線状流路突起部
３６ａ、４８ａ、５８ａ、１２０ａ、１３０ａ…入口バッファ部
３６ｂ、４８ｂ、５８ｂ、１２０ｂ、１３０ｂ…出口バッファ部
３８ａ、３８ｂ、６０ａ、６０ｂ、１２２ａ、１２２ｂ…中間高さ部
４０ａ、４０ｂ、６２ａ、６２ｂ、１２４ａ、１２４ｂ…線状ガイド突起部
４２ａ、４２ｂ、６４ａ、６４ｂ、１２６ａ、１２６ｂ…連続ガイド流路
５０ａ、５０ｂ、１３２ａ、１３２ｂ…エンボス部
５２ａ、５２ｂ、１３４ａ、１３４ｂ…エンボス流路
５４、９０、１１４…燃料ガス流路
８８ａ、８８ｂ、９２ａ、９２ｂ…連結部
１１２…中間金属セパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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